有机/聚合物太阳能电池光伏材料和器件：

       有机/聚合物太阳能电池由p-型有机半导体（包括p-型共轭聚合物和p-型有机小分子）给体和n-型有机半导体（包括富勒烯衍生物、n-型有机小分子和n-型共轭聚合物）受体共混活性层夹在一个透明导电电极和一个金属顶电极之间所组成（图1），具有器件结构简单、重量轻、活性层薄、以及可以制备成柔性和半透明器件等突出优点，因而受体研究者的重视。近年来得益于我国学者开发的窄带隙有机小分子受体光伏材料，实验室小面积有机/聚合物太阳能电池的能量转换效率已经突破了17%，达到了可以向实际应用发展的阶段。当前的研究焦点是继续提高器件效率、降低材料合成和器件制备的成本以及提高材料和器件的稳定性。

       本组自2000年进入聚合物太阳能电池的研究领域，是国际上最早开展聚合物太阳能电池研究的研究组之一，在聚合物给体光伏材料、有机小分子给体光伏材料、富勒烯受体光伏材料、有机小分子受体光伏材料、小分子受体高分子化的聚合物受体光伏材料、以及全聚合物太阳能电池等方面都取得了一系列有重要影响的研究成果。"带共轭侧链的聚合物给体和茚双加成富勒烯受体光伏材料"方面的研究成果获2018年度国家自然科学二等奖。

 

图1. 有机/聚合物太阳能电池的器件结构和给体/受体光伏材料的电子能级匹配.

 

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钙钛矿太阳能电池：

       钙钛矿太阳能电池是利用一种新兴的钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料（图2），进行光电转换的光伏器件。最近几年，钙钛矿太阳能电池得到快速发展，能量转化效率已经超过25%，并且具有低成本溶液加工的优势，拥有很大的应用潜力，其优异的半导体特性为制备高效太阳能电池提供了基本的物质基础。然而，钙钛矿太阳能电池的稳定性影响了其产业化进程，是该领域重点急需解决的关键科学问题。

       钙钛矿太阳能电池也是课题组近期的一个重要研究方向，研究内容集中于新型传输层材料的合成、器件结构设计、钙钛矿组份调控等，致力于大幅提升高效钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。近期在聚合物空穴传输层的研发方面取得一定重要成果，在提升平面异质结钙钛矿太阳能电池的能量转换效率的同时实现优异的光热稳定性。

 

图2. 金属卤化物钙钛矿晶体结构示意图